外来遺伝子が導入された単一の形質転換細胞より植物個体を分化・再生する系である。上記の三つの系は効率の高低はあるがほぼ共通の手法を用いることができる。しかし、この系は、植物のホスト・ベクター系を構築する上で、この系が確立すればその植物の形質転換植物個体がえられるのとほぼ同じ意味を持つほど重要なものである。多くの場合、オーキシンやサイトカイニンなどの植物ホルモンの濃度比を変えることによって植物個体を再生させている。しかし、材料の状態や培養開始からの時間や材料の成熟度などによって大きく変化する。多くの場合、カルスを経てカルスからシュートが分化してくる。そのシュートを発根培地に植え継いでから馴化して鉢上げする。なお、シロイヌナズナ(アラビドプシス: Arabidopsis thaliana)やその近縁のストレス耐性の強いThellungiella halophila (salt cress)などにおいては、未熟な花蕾をアグロバクテリウム懸濁液につけるフローラル・ディップ(floral dip)法や、花蕾にアグロバクテリウム懸濁液を噴霧したりするフローラル・スプレー(floral spray)法が用いられており、それらの処理後に植物体より得られた種子を選択培地上に置床し発芽させ、その中から形質転換体を選択している。つまり、もともと分化能を持つ種子を発芽させて選択するだけなので人為的な再生系は必要とされない。フローラル・ディップ法やフローラル・スプレー法を適用できる植物はまだ少数ではあるが、適用できれば形質転換植物を得る操作が極めて簡便化される。その他、カルスなどの未分化な状態での形質転換植物を培養することが目的の場合には、分化・再生系は必要とされない。
導入された遺伝子が植物細胞の細胞分裂にあわせて複製されなくては、一過性の遺伝子発現(transient gene expression)となって、安定した形質転換植物を得ることができない。そこで外来遺伝子の複製系が必要となる。現在、植物の場合は外来遺伝子が植物の核ゲノムに挿入されて、核ゲノムの複製にあわせて一緒に複製される様にすることが主流である。また、プラスチドのDNAに外来遺伝子を相同組換えによって導入する系も存在する。
多数の細胞を材料として、それらに遺伝子導入を試みても、それらの中から極少数の形質転換体しか得られないことが多い。そのため、形質転換体のみを特異的に選択する選択マーカー遺伝子を目的遺伝子以外に同時に導入する必要がある。選択マーカー遺伝子の性質としては、形質転換細胞のみが生存・増殖できるポジティブ選択可能であり、更に形質転換細胞と非形質転換細胞とが混在しあったキメラ(chimera)を形成しにくいことが望ましい。多くの場合、アミノグリコシド系抗生物質のカナマイシン(kanamycin)やG418やハイグロマイシンB(hygromycin B)などの耐性遺伝子が遺伝子組換え作物にも用いられてきたが、現在では後述の新しい選択マーカー遺伝子やマーカー除去の技術が用いられるようになった。
ウィスカーとは、髭状の強度の高い単結晶であり、マイクロ試験管中で植物組織やカルスと滅菌処理されたウィスカーとDNAを含む溶液を激しく攪拌し、ウィスカーによって傷ついた細胞内に溶液中のDNAが侵入し取り込まれようにする。組織やカルスを洗浄後、固体選択培地にて形質転換体を選択し増殖させる。使用されるウィスカーとしてシリコンカーバイドよりホウ酸アルミニウム(2B₂O₃・9Al₂O₃)のものが安全性の面から好まれる。植物の形質転換操作手順は、植物組織とウィスカーをDNAを含む溶液中で激しく撹拌、洗浄し、その後は、後述の「パーティクル・ガン法による手順」の4.以降と同様である。
導入系とは、目的とする遺伝子を細胞の遺伝子が発現する場所に導入するための系である。遺伝子を導入・発現させるための植物細胞内の小器官として、現在、核とプラスチド(plastid)が標的となっている。導入系にはいろいろな手法があるが、現在の主要な方法は、パーティクル・ガン法とアグロバクテリウム法であり、それぞれについて簡単に説明する。その他にも、DNAを含んだ等張液中のプロトプラストに高電圧の電気パルスを与えて細胞膜に短時間だけ穴を開けて等張液中のDNAを細胞内に導入させるエレクトロポレーション法があるが、その操作の煩雑さと効率の低さとイネへのアグロバクテリウム法の適用が可能になったことにより、現在ではほとんど利用されていない。また、最近、使用例が増えてきたウィスカー(whisker)法がある。
独楽は世界各地で独立に発生したようで、その多くの場合、ぶちゴマが最初に登場している。ぶちゴマは鞭で叩いて回す独楽で、普通は止まっている状態から鞭で叩いて回すのであるが、回し始めはまず紐を巻き、これを引っ張って回す例がある。その辺りが投げゴマへと発展したのではないかと思われる。ヨーロッパでは17世紀以前は絵や文章に登場するのはぶちゴマばかりであったが、その頃から絵に投げゴマが登場し、両者がほぼ半ばするようになる。日本では、江戸時代中期まではぶちゴマばかりで、その後投げゴマが出るようになるが、次第に投げゴマばかりとなり、江戸時代の終わり頃にはぶちゴマがほとんど見られない状況になる。ベーゴマも、江戸中期にはぶちゴマであったのが、明治には既に投げゴマになっていたらしい。この理由は、一つには江戸時代半ばに出現した曲ゴマなど、独楽の製造技術が大きく進歩し、しっかりと芯を通した独楽が作れるようになったためらしい。また、そのために軸のはっきりした独楽の形が定着したようである。明治から昭和にかけて、いわゆる投げゴマが子供のおもちゃとして全盛を誇り、独楽と言えばこの形を想起するようになったと思われる。しかしながら、昭和末期より、投げゴマは次第にその勢力を衰えさせ始める。駄菓子屋には必ず数種以上の木やブリキの投げゴマ、鉄胴ゴマ、それにベーゴマが置いてあり、独楽紐が束にしてぶら下げられていたものが、そのような店は次第に少なくなり、販売される投げゴマの種類も少なっている。これは、テレビゲームなど子供の遊びの傾向が変わり、戸外での遊びの機会やその場が減ったことが大きい。また、手先や体を使った技量を習得することへの忌避感があるようでもある。バネを用いた、より手軽に回す装置を備えた独楽が増えている。独楽回しを推進するグループなどがいくつかあり、子供の遊びに独楽を復活させるべく取り組んでおり、投げゴマの講習会等が開かれているところもある。